Кабель АПвП 35 кВ 500 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвП 35 кВ 500 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель силовой марки АПвП на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 500 мм² представляет собой современное высоковольтное электротехническое изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение обусловлено требованиями к высокой надежности, долговечности и эффективности в сетях среднего класса напряжения. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (Пв – вулканизированный/сшитый полиэтилен), П – наружная оболочка из полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвП 35 кВ 500 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Полная симметрия и качество изготовления каждого компонента критичны для обеспечения стабильной работы при высоком напряжении.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки А5, А5Е или А7 по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечения 500 мм² жила, как правило, секторная (одно- или двухсекторная), что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и облегчить его монтаж. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 630 мм² включительно), так и многопроволочной, что обеспечивает необходимую гибкость.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.
• Изоляция: Основной слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), устойчивость к тепловым ударам, механическую прочность и низкую диэлектрическую проницаемость. Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150 или ТУ 16-705.500-2006) и для 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции и служит для симметрирования электрического поля и направления возможного пробоя в контролируемом направлении.
• Экран (металлическая оплетка): Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной продольной или гофрированной обмоткой, либо в виде медных проволок, наложенных поверх экранной ленты. Для кабеля 35 кВ 500 мм² экран должен иметь достаточное сечение для проведения токов короткого замыкания. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, отвод емкостных токов, а также использование в качестве элемента системы защитного заземления.
• Поясная изоляция: Слой из электропроводящей или полупроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенный поверх металлического экрана. Служит для предотвращения возможного повреждения оболочки при контакте с гофрированным экраном и выравнивания поверхности.
• Наружная оболочка: Выполняется из полиэтилена (П) черного цвета. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и ультрафиолетовому излучению, что позволяет прокладывать кабель в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью. Толщина оболочки также нормирована в зависимости от диаметра кабеля.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля АПвП 35 кВ 500 мм² регламентируются техническими условиями завода-изготовителя, разработанными на основе ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 30 и 36 кВ) или более ранних стандартов. Ключевые характеристики представлены в таблицах ниже.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20 / 35 кВ (40.5 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее напряжение.
Сечение основной жилы	500 мм²	Согласно ГОСТ 22483.
Число жил	1 (одножильное исполнение)	Для трехфазной сети требуется три одножильных кабеля.
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	Длительно допустимая.
Температура при коротком замыкании (до 5 сек)	Не более +250°C	Расчетное значение.
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-15°C	При более низких температурах требуется подогрев.
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля	Для сохранения целостности изоляции и экранов.
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C	Не более 0.0601 Ом/км	ГОСТ 22483 для алюминиевой жилы.
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	65 кВ (50 Гц) в течение 10 мин.	Для новых кабелей после изготовления.
Импульсное испытательное напряжение	170 кВ	Проверка стойкости к грозовым импульсам.

Таблица 2. Расчетные данные по допустимым токам нагрузки (ориентировочные)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А (Iдоп)	Ток короткого замыкания (1 сек), кА
В земле (в траншее), температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт	~ 580 — 620 А	~ 15 — 18 кА (зависит от конструкции экрана и конкретных ТУ)
В воздухе (на лотках, в кабельных эстакадах), температура воздуха +25°C	~ 610 — 650 А
В воздухе (в канале, туннеле), температура воздуха +25°C	~ 550 — 590 А

Примечание: Точные значения I_доп должны приниматься по нормативным документам (ПУЭ 7 изд., гл. 1.3) с учетом всех поправочных коэффициентов: на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную, глубину прокладки и состав грунта.

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвП 35 кВ 500 мм² применяется для создания надежных силовых линий в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи от подстанций 35/10(6) кВ к городским и промышленным распределительным пунктам.
• Питание мощных промышленных потребителей: заводы, нефтехимические комплексы, горнодобывающие предприятия.
• Соединение ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) на напряжение 35 кВ внутри подстанций.
• Вводы в силовые трансформаторы.
• Прокладка в кабельных сооружениях крупных городов и мегаполисов.

Способы прокладки определяются проектом и условиями окружающей среды:

• Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, защищается сверху кирпичом или сигнальной лентой и засыпается мягким грунтом. Обязательно учитывается коррозионная активность грунтов и наличие блуждающих токов. Для кабеля АПвП с полиэтиленовой оболочкой дополнительная защита (трубы, лотки) требуется при высоких механических нагрузках или риске повреждения.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, эстакадах и галереях. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и коррозии, что делает кабель пригодным для сырых туннелей. Крепление осуществляется с помощью кабельных лотков и хомутов с соблюдением допустимого радиуса изгиба.
• Прокладка в воздухе: По стенам зданий, по конструкциям открытых распределительных устройств (ОРУ). Необходимо учитывать воздействие ультрафиолета, однако полиэтиленовая оболочка имеет в составе стабилизаторы, обеспечивающие УФ-стойкость.

Преимущества и недостатки кабеля АПвП по сравнению с аналогами (например, АСБ)

Сравнение с традиционными кабелями с бумажно-масляной изоляцией и свинцовой оболочкой (АСБ) позволяет четко выделить эксплуатационные особенности АПвП.

Преимущества:

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для АСБ, что позволяет передавать большую мощность при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности.
• Отсутствие риска утечки масла: Нет маслопропитанной бумаги, что исключает экологические риски и необходимость в масляных барьерах и системах компенсации давления.
• Меньший вес и большая гибкость: Отсутствие свинцовой оболочки и более тонкая конструкция снижают вес на 30-50%, облегчая транспортировку и монтаж. Меньший радиус изгиба упрощает трассировку.
• Простота монтажа и соединения: Не требуется сложная технология заделки концов с вакуумированием и заливкой мастики. Установка кабельных муфт (концевых и соединительных) для сшитого полиэтилена более технологична.
• Высокая стойкость к влаге и коррозии: Полиэтиленовая оболочка надежно защищает от влаги и химической агрессии.
• Большая длина строительных отрезков: Возможность намотки на барабаны большей длины (до 1000 м и более) снижает количество муфт на линии.

Недостатки/особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: Качественный монтаж экранов и муфт критически важен. Любые дефекты (включения, неровности) под напряжением 35 кВ могут инициировать частичные разряды, ведущие к постепенному разрушению изоляции.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента для разделки, строгого соблюдения чистоты и технологии установки соединительной арматуры.
• Ограниченная стойкость к прямому механическому воздействию: По сравнению со свинцовой оболочкой, полиэтиленовая может быть более уязвима при прямых ударах или давлении острых предметов, что требует аккуратного обращения и правильной подготовки трассы.
• Стоимость: Как правило, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена дороже кабеля с бумажной изоляцией, однако совокупные затраты на монтаж и эксплуатацию часто оказываются ниже.

Требования к монтажу, соединению и диагностике

Монтаж кабеля АПвП 35 кВ требует профессионального подхода. Основные этапы включают приемку, раскатку, укладку с контролем радиуса изгиба, установку концевых и соединительных муфт. Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (типа 3M, Raychem, Nexans или отечественных производителей), технология монтажа которых включает послойное восстановление экранов, изоляции и установку заземляющих проводников. Обязательным этапом является измерение сопротивления изоляции (мегаомметром на 5000 В), испытание повышенным напряжением постоянного тока (выпрямленным) после монтажа (например, 2.5U₀ в течение 15 мин) и измерение коэффициента абсорбции.

Для контроля состояния кабеля в эксплуатации применяются методы диагностики: измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), локация частичных разрядов, тепловизионный контроль мест соединений. Регулярный мониторинг позволяет прогнозировать остаточный ресурс и планировать ремонтные работы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля АПвП от АПвПу?

Буква «у» в маркировке АПвПу указывает на усиленную защитную оболочку. Если АПвП имеет просто полиэтиленовую оболочку, то АПвПу имеет броню из стальных оцинкованных лент (иногда проволок), поверх которой наложена оболочка из полиэтилена. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (раскапывание, давление грунта, грызуны). Кабель АПвП 35 кВ 500 мм² без брони рекомендуется прокладывать в кабельных сооружениях или в траншеях при отсутствии значительных механических рисков.

Можно ли прокладывать три одножильных кабеля АПвП в одной траншее вплотную?

Да, можно, но при этом необходимо учитывать взаимное тепловое влияние. Согласно ПУЭ, при прокладке нескольких кабелей вплотную в земле или воздухе к допустимому току нагрузки вводится понижающий коэффициент (например, 0.85 для трех кабелей в одной траншее). Это снижает суммарную пропускную способность линии. Иногда для уменьшения этого эффекта кабели раскладывают в шахматном порядке или с промежутками.

Какой срок службы у кабеля АПвП 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, качества монтажа, режимов нагрузки (перегрузок) и воздействия внешних факторов. Регулярная диагностика позволяет реально оценивать состояние изоляции и прогнозировать остаточный ресурс.

Как правильно выбрать сечение экрана для системы заземления?

Сечение медного экрана кабеля 35 кВ 500 мм² обычно составляет 95-120 мм². Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение времени срабатывания защиты (обычно до 1 секунды). При проектировании системы заземления концы экранов на обоих концах линии обязательно заземляются. В случае длинных линий может применяться перекрестное заземление или установка устройств защиты от перенапряжений на экран для ограничения наведенного напряжения.

Требуется ли для кабеля АПвП 35 кВ сушка перед включением после длительного хранения?

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена негигроскопичен и не требует сушки, в отличие от кабелей с бумажной изоляцией. Однако, если кабель хранился на открытом воздухе и есть подозрение на конденсацию влаги на поверхностях при разделке, рекомендуется протереть сухой чистой тканью внутренние поверхности изоляции и экранов перед установкой муфт. Главное – обеспечить чистоту и сухость в процессе монтажа.

Каковы альтернативы кабелю АПвП 35 кВ 500 мм²?

Основными альтернативами являются:

• АСБ 35 кВ 500 мм²: С бумажно-масляной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. Применяется там, где важна традиционная надежность и есть персонал, обученный работе с такой технологией.
• АПвБп 35 кВ 500 мм²: С изоляцией из сшитого полиэтилена, но с броней из стальных лент и полиэтиленовой оболочкой поверх брони. Прямой аналог АПвПу, но с иной системой маркировки.
• Кабели с изоляцией из этиленпропиленовой резины (EPR): Например, марки АПвР. Обладают большей гибкостью и стойкостью к повторным изгибам, но, как правило, имеют более высокий tg δ и применяются реже для магистральных линий.

Выбор зависит от условий прокладки, бюджета проекта и требований заказчика.